Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан серепчинин версиясы чектелген CSS колдоосуна ээ. Мыкты натыйжалар үчүн биз жаңыраак браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү). Ошол эле учурда, колдоо үзгүлтүксүз камсыз кылуу үчүн, биз стилдер жана JavaScript жок сайтты көрсөтөт.
Курт-кумурскаларды өстүрүү протеинге өсүп жаткан глобалдык суроо-талапты канааттандыруунун потенциалдуу жолу жана продуктунун сапаты жана коопсуздугуна байланыштуу көптөгөн суроолор сакталган Батыш дүйнөсүндөгү жаңы иш. Курт-кумурскалар биоташтандыларды баалуу биомассага айландыруу аркылуу айланма экономикада маанилүү ролду ойной алышат. Ун курттары үчүн тоют субстратынын жарымына жакыны нымдуу тоюттан келет. Муну биологиялык калдыктардан алса болот, бул курт-кумурскалар чарбачылыгын туруктуураак кылат. Бул макалада кошумча азыктардан органикалык кошулмалар менен азыктанган ун курттарынын (Tenebrio molitor) азыктык курамы жөнүндө баяндалат. Аларга сатылбаган жашылчалар, картошканын кесиндилери, ачытылган цикорий тамырлары жана бакча жалбырактары кирет. Ал проксималдык курамын, май кислотасынын профилин, минералдык жана оор металлдардын курамын талдоо аркылуу бааланат. Картошка кесиндилери менен азыктанган курттарда эки эселенген май жана каныккан жана бир тойбогон май кислоталары көбөйгөн. Ачытылган цикорий тамырын колдонуу минералдык курамын көбөйтүп, оор металлдарды топтойт. Мындан тышкары, ун куртунун минералдарды сиңирүүсү тандалма болуп саналат, анткени кальций, темир жана марганецтин концентрациясы гана жогорулайт. Рационго жашылча аралашмаларын же бакча жалбырактарын кошуу тамактануу профилин олуттуу өзгөртпөйт. Жыйынтыктап айтканда, кошумча продукт агымы протеинге бай биомассага ийгиликтүү айландырылды, анын аш болумдуу мазмуну жана биожеткиликтүүлүгү ун курттарынын курамына таасирин тийгизген.
Өсүп жаткан адам калкынын саны 20501-жылга карата 9,7 миллиардга жетет деп күтүлүүдө2, бул азык-түлүккө болгон жогорку суроо-талапты канааттандыруу үчүн биздин тамак-аш өндүрүшүбүзгө басым жасоо. Азык-түлүккө болгон суроо-талап 2012-жылдан 20503,4,5-жылга чейин 70-80% га өсөрү болжолдонууда. Учурдагы тамак-аш өндүрүшүндө колдонулган жаратылыш ресурстары түгөнүп баратат, бул биздин экосистемаларга жана азык-түлүк запастарына коркунуч туудурат. Мындан тышкары, биомассанын чоң көлөмү тамак-аш өндүрүшүнө жана керектөөгө карата текке кетет. 2050-жылга карата таштандынын жылдык көлөмү 27 миллиард тоннага жетет, анын көбү био-таштандылар6,7,8. Бул чакырыктарга жооп катары инновациялык чечимдер, тамак-аштын альтернативалары жана айыл чарбасын жана тамак-аш системаларын туруктуу өнүктүрүү сунушталды9,10,11. Мындай ыкмалардын бири тамак-аштын жана тоюттун туруктуу булагы катары жегенге жарамдуу курт-кумурскалар сыяктуу чийки заттарды өндүрүү үчүн органикалык калдыктарды колдонуу болуп саналат12,13. Курт-кумурскаларды өстүрүү парник газын жана аммиак чыгарууну азайтат, салттуу протеин булактарына караганда азыраак сууну талап кылат жана тик айыл чарба системаларында өндүрүлүшү мүмкүн, азыраак орун талап кылат14,15,16,17,18,19. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, курт-кумурскалар аз баалуу биоташтандыларды кургак заттын курамы 70%20,21,22 болгон баалуу протеинге бай биомассага айландыра алышат. Андан тышкары, азыркы учурда аз баалуу биомасса энергия өндүрүү, полигон же кайра иштетүү үчүн колдонулат, ошондуктан азыркы тамак-аш жана тоют сектору менен атаандашпайт23,24,25,26. Тамак курту (T. molitor)27 ири өлчөмдөгү тамак-аш жана тоют өндүрүү үчүн келечектүү түрлөрдүн бири болуп эсептелет. Личинкалар да, чоңдор да дан азыктары, жаныбарлардын калдыктары, жашылчалар, жемиштер ж.б. сыяктуу ар түрдүү материалдар менен азыктанышат. 28,29. Батыш коомдорунда T. molitor, негизинен, канаттуулар же сойлоп жүрүүчүлөр сыяктуу үй жаныбарлары үчүн тоют катары туткунда аз өлчөмдө өстүрүлөт. Учурда алардын тамак-аш жана тоют өндүрүүдөгү потенциалына көбүрөөк көңүл бурулууда30,31,32. Мисалы, T. molitor жаңы тамак-аш профили менен бекитилген, анын ичинде тоңдурулган, кургатылган жана порошок формасында колдонуу (Регламент (ЕБ) No 258/97 жана Регламент (ЕБ) 2015/2283) 33. Бирок, ири өндүрүш Курт-кумурскалар тамак-аш жана тоют үчүн батыш өлкөлөрүндө дагы эле салыштырмалуу жаңы түшүнүк. Өнөр жай оптималдуу диета жана өндүрүш, акыркы продуктунун азыктык сапаты жана уулуу заттардын топтолушу жана микробдук коркунучтар сыяктуу коопсуздук маселелери сыяктуу көйгөйлөргө туш болот. Салттуу мал чарбачылыгынан айырмаланып, курт-кумурскаларды өстүрүүнүн тарыхый тажрыйбасы жок17,24,25,34.
Ун курттарынын азыктык баалуулугу боюнча көптөгөн изилдөөлөр жүргүзүлгөнү менен, алардын азыктык баалуулугуна таасир этүүчү факторлор али толук түшүнүлө элек. Мурунку изилдөөлөр курт-кумурскалардын диетасы анын курамына кандайдыр бир таасир тийгизиши мүмкүн экенин көрсөттү, бирок так схема табылган эмес. Мындан тышкары, бул изилдөөлөр mealworms белок жана липиддик компоненттерин багытталган, бирок минералдык компоненттери 21,22,32,35,36,37,38,39,40 чектелген таасир эткен. Минералдык сиңирүү жөндөмдүүлүгүн түшүнүү үчүн көбүрөөк изилдөө керек. Жакында жүргүзүлгөн изилдөө чамгыр менен азыктанган ун курттарынын личинкалары кээ бир минералдардын концентрациясын бир аз жогорулаткан деген тыянакка келген. Бирок, бул натыйжалар сыналган субстрат менен гана чектелип, андан ары өнөр жай сыноолору талап кылынат41. Уну курттарында оор металлдардын (Cd, Pb, Ni, As, Hg) топтолушу матрицадагы металлдын мазмуну менен олуттуу байланышта экени маалымдалган. Мал азыгында рациондо табылган металлдардын концентрациясы мыйзам чегинен төмөн болгонуна карабастан42, мышьяк ун курттарынын личинкаларында биоаккумуляцияланат, ал эми кадмий жана коргошун биоаккумуляцияланбайт43. Тамактануу курттарынын азыктык курамына диетанын таасирин түшүнүү аларды тамак-ашта жана тоютта коопсуз колдонуу үчүн абдан маанилүү.
Бул макалада берилген изилдөө нымдуу тоют булагы катары айыл чарба кошумча продуктыларын колдонуунун ун курттарынын азыктык курамына тийгизген таасирине багытталган. Кургак тоюттан тышкары личинкаларга нымдуу тоют да берилиши керек. Нымдуу тоют булагы керектүү нымдуулук менен камсыз кылат, ошондой эле дан курттары үчүн кошумча азык катары кызмат кылат, өсүү темпин жана максималдуу дене салмагын жогорулатат44,45. Interreg-Valusect долбоорундагы биздин стандарттуу курттарды өстүрүү боюнча маалыматтарга ылайык, жалпы ун куртунун жеминде 57% нымдуу тоют бар. Адатта, жаңы жашылчалар (мисалы, сабиз) нымдуу тоют булагы катары колдонулат35,36,42,44,46. Төмөн баалуу кошумча продуктыларды нымдуу тоют булагы катары колдонуу курт-кумурскалар чарбачылыгына туруктуу жана экономикалык пайда алып келет17. Бул изилдөөнүн максаттары (1) биоташтандыларды нымдуу тоют катары колдонуунун ун курттарынын азыктык курамына тийгизген таасирин изилдөө, (2) минералдарга бай биоташтандыларда өстүрүлгөн ун курттарынын личинкаларынын макро жана микроэлементтүү мазмунун аныктоо. минералдык чептөө жана (3) бар экендигин талдоо менен курт-кумурскалар чарбасында бул кошумча продуктулардын коопсуздугуна баа берүү жана оор металлдардын Pb, Cd жана Cr топтолушу. Бул изилдөө ун курттарынын личинкаларынын диетасына, азыктык баалуулугуна жана коопсуздугуна биоташтандыларды кошуунун таасири жөнүндө кошумча маалымат берет.
Каптал агымындагы кургак заттардын мазмуну контролдук нымдуу азык агарга салыштырмалуу жогору болгон. Өсүмдүк аралашмаларында жана бакча жалбырактарында кургак заттардын курамы 10% дан аз болгон, ал эми картошканын кыюуларында жана ачытылган цикорий тамырларында (13,4 жана 29,9 г/100 г жаңы зат, FM) жогору болгон.
Өсүмдүк аралашмасы контролдук тоютка (агарга) караганда чийки күлдүн, майдын жана белоктун курамында жогору жана булалуу эмес углеводдун мазмуну азыраак болгон, ал эми амилаза менен иштетилген нейтралдуу жуучу каражаттын буласынын мазмуну окшош болгон. Картошка кесимдериндеги углеводдун мазмуну бардык каптал агымдардын ичинен эң жогору болгон жана агар менен салыштырууга болот. Жалпысынан алганда, анын чийки курамы контролдук тоютка абдан окшош болгон, бирок аз өлчөмдөгү протеин (4,9%) жана чийки күл (2,9%) 47,48 менен толукталган. Картошка рН 5тен 6га чейин өзгөрөт жана бул картошканын агымы кычкылдуураак (4,7) экенин белгилей кетүү керек. Ачытылган цикорий тамыры күлгө бай жана бардык каптал агымдардын ичинен эң кислоталуусу. Тамырлар тазаланбагандыктан, күлдүн көбү кумдан (кремний диоксиди) турат деп күтүлүүдө. Бак жалбырактары контролдоо жана башка каптал агымдарга салыштырмалуу бир гана щелочтуу продукт болгон. Анын курамында күлдүн жана протеиндин жогорку деңгээли жана контролго караганда бир топ төмөн углевод бар. Чийки курамы боюнча ачытылган цикорий тамырына эң жакын, бирок чийки белоктун концентрациясы жогору (15,0%), бул өсүмдүк аралашмасындагы белоктун курамына салыштырууга болот. Жогорудагы маалыматтарды статистикалык талдоо каптал агымдардын чийки курамында жана рНында олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү.
Өсүмдүк аралашмаларын же бакча жалбырактарын ун куртунун тоютуна кошуу контролдук топко салыштырмалуу ун курттарынын личинкаларынын биомассалык курамына таасирин тийгизген эмес (1-таблица). Картошка кыюуларын кошуу ун курттарынын личинкаларын жана нымдуу тоюттун башка булактарын кабыл алган контролдук топко салыштырмалуу биомасса курамында эң олуттуу айырмачылыкка алып келди. Картошка кесиндилерин кошпогондо, ун курттарынын протеиндик курамына келсек, каптал агымдардын ар кандай болжолдуу курамы личинкалардын протеиндик курамына таасирин тийгизген эмес. Нымдуулуктун булагы катары картошканын кесиндилерин тоюттандыруу личинкалардын майлуулугунун эки эсе кебейушуне жана белоктун, хитиндин жана булалуу эмес углеводдордун азайышына алып келди. Ачытылган цикорий тамыры ун курттарынын личинкаларынын күлүн бир жарым эсеге көбөйткөн.
Минералдык профилдер нымдуу тоюттагы жана ун курттарынын личинкаларынын биомассасында макроминералдык (таблица 2) жана микронутриенттин (таблица 3) мазмуну катары көрсөтүлгөн.
Жалпысынан алганда, айыл чарба каптал агымдары Mg, Na жана Ca азыраак болгон картошканын кесиндилерин кошпогондо, контролдук топко салыштырмалуу макроминералдык заттарга бай болгон. Калий концентрациясы контролго салыштырганда бардык каптал агымдарда жогору болгон. Агарда 3 мг/100 г DM К бар, ал эми капталдагы агымдагы K концентрациясы 1070тен 9909 мг/100 г DMге чейин өзгөрдү. Өсүмдүк аралашмасындагы макроминералдык мазмун контролдук топко караганда кыйла жогору болгон, бирок Na мазмуну кыйла төмөн болгон (88ге каршы 111 мг/100 г DM). Картошка кесилиштериндеги макроминералдык концентрация бардык каптал агымдардын ичинен эң төмөн болгон. Картошка кесилген макроминералдык мазмун башка каптал агымдарга жана контролго караганда кыйла төмөн болгон. Мындан тышкары, Mg мазмуну башкаруу тобу менен салыштырууга болот. Ачытылган цикорий тамырында макроминералдык заттар эң жогорку концентрацияга ээ болбосо да, бул каптал агымдын күл курамы бардык каптал агымдардын ичинен эң жогору болгон. Бул алардын тазаланбагандыгына жана кремнеземдин (кумдун) жогорку концентрациясын камтышы мүмкүн. Na жана Ca мазмуну өсүмдүк аралашмасы менен салыштырууга болот. Ачытылган цикорий тамыры бардык каптал агымдардын ичинен Na эң жогорку концентрациясын камтыган. Na кошпогондо, багбанчылык жалбырактары бардык нымдуу тоюттардын макроминералдык концентрациясынын эң жогору болгон. К концентрациясы (9909 мг/100 г ДМ) контролдукка (3 мг/100 г ДМ) караганда үч миң эсе жана өсүмдүк аралашмасынан (4057 мг/100 г ДМ) 2,5 эсе жогору болгон. Ca мазмуну бардык каптал агымдардын ичинен эң жогорку (7276 мг/100 г DM), контролдон 20 эсе жогору (336 мг/100 г DM) жана ачытылган цикорий тамырларындагы же өсүмдүк аралашмасындагы Ca концентрациясынан 14 эсе жогору болгон. 530 жана 496 мг/100 г ДМ).
Диетанын макроминералдык курамында олуттуу айырмачылыктар болгону менен (2-таблица), өсүмдүк аралашмаларында жана контролдук диетада өстүрүлгөн ун курттарынын макроминералдык курамында олуттуу айырмачылыктар табылган эмес.
Картошка күкүмдөрү менен азыктанган личинкалар контролго салыштырганда бардык макроминералдык заттардын концентрациясына салыштырмалуу азыраак концентрацияга ээ болгон. Кошумчалай кетсек, картошканы кытырак менен азыктандыруу личинкалардын макроминералдык курамынын башка каптал агымдарына салыштырмалуу эң азайышына алып келген. Бул жакын жердеги курттун курамында байкалган төмөнкү күлгө шайкеш келет. Бирок, P жана K бул нымдуу диетада башка каптал агымдарга жана контролго караганда бир кыйла жогору болсо да, личинка курамы муну чагылдырган эмес. Уну курттарынын биомассасында табылган Ca жана Mg концентрациясынын төмөн болушу нымдуу диетадагы Ca жана Mg концентрациясынын төмөн болушуна байланыштуу болушу мүмкүн.
Ачытылган цикорий тамырларын жана бак жалбырактарын азыктандыруу кальцийдин деңгээлин көзөмөлдөөгө караганда бир кыйла жогору болгон. Бак жалбырактары бардык нымдуу рациондордо P, Mg, K жана Caнын эң жогорку деңгээлин камтыган, бирок бул ун курттарынын биомассасында чагылдырылган эмес. Na концентрациясы бул личинкаларда эң төмөн болгон, ал эми Na концентрациясы картошканын кесилгенине караганда бакчанын жалбырактарында жогору болгон. Личинкаларда Ca курамы көбөйдү (66 мг/100 г DM), бирок ачытылган цикорий тамырынын эксперименттеринде Ca концентрациясы ун курттарынын биомассасындагыдай (79 мг/100 г DM) жогору болгон жок, бирок бакча жалбырактарында Ca концентрациясы цикорий тамырынан 14 эсе жогору.
Нымдуу тоюттардын микроэлементтеринин курамына таянуу менен (3-таблица) жашылча аралашмасынын минералдык курамы контролдук топко окшош болгон, бирок Mn концентрациясы кыйла төмөн болгон. Бардык талданган микроэлементтердин концентрациясы контролдук жана башка кошумча продуктыларга салыштырмалуу картошканын кесиндилеринде төмөн болгон. Ачытылган цикорий тамырында дээрлик 100 эсе көп темир, 4 эсе көп жез, 2 эсе көп цинк жана ошондой эле марганец бар. Бакча өсүмдүктөрүнүн жалбырактарында цинк жана марганец контролдук топко караганда бир топ жогору болгон.
Контролдук, жашылча аралашмасы жана нымдуу картошка калдыктары менен азыктанган личинкалардын микроэлементтеринин курамында олуттуу айырмачылыктар табылган жок. Бирок, ачытылган цикорий тамыры менен азыктанган личинкалардын Fe жана Mn курамы контролдук топ менен азыктанган ун курттарынан бир топ айырмаланган. Fe мазмунунун көбөйүшү нымдуу диетадагы микроэлементтердин концентрациясынын жүз эсе көбөйүшүнө байланыштуу болушу мүмкүн. Бирок, ачытылган цикорий тамырлары менен контролдук топтун ортосунда Mn концентрациясында олуттуу айырма болбосо да, ачытылган цикорий тамырларын азыктандырган личинкаларда Mn деңгээли жогорулаган. Багбанчылык рационунун нымдуу жалбырак рационунда Mn концентрациясы контролго салыштырмалуу жогору (3 эсе) болгонун, бирок ун курттарынын биомассасынын курамында олуттуу айырмачылык болбогонун белгилей кетүү керек. Контролдук жана бакча жалбырактарынын ортосундагы бир гана айырмачылык жалбырактарда төмөн болгон Cu мазмуну болгон.
4-таблица субстраттарда табылган оор металлдардын концентрациясын көрсөтөт. Жаныбарлардын толук тоюттарындагы Pb, Cd жана Cr европалык максималдуу концентрациялары мг/100 г кургак затка айландырылган жана каптал агымдарда табылган концентрациялар менен салыштырууну жеңилдетүү үчүн 4-таблицага кошулган47.
Контролдук нымдуу тоюттарда, жашылча аралашмаларында же картошканын кебегинде Pb табылган жок, ал эми бакча жалбырактарында 0,002 мг Pb/100 г ДМ жана ачытылган цикорий тамырларында эң жогорку концентрация 0,041 мг Pb/100 г ДМ болгон. Контролдук тоюттардагы жана бакча жалбырактарындагы C концентрациялары салыштырмалуу (0,023 жана 0,021 мг/100 г ДМ), ал эми жашылча аралашмаларында жана картошка кебегинде (0,004 жана 0,007 мг/100 г ДМ) төмөн болгон. Башка субстраттарга салыштырмалуу ачытылган цикорий тамырларындагы Cr концентрациясы бир топ жогору (0,135 мг/100 г ДМ) жана контролдук тоютка караганда алты эсе жогору болгон. CD башкаруу агымында да, колдонулган каптал агымдардын биринде да табылган жок.
Ачытылган цикорий тамырлары менен азыктанган личинкаларда Pb жана Cr бир кыйла жогору болгон. Бирок, Cd бир дагы ун курттарынын личинкаларында табылган эмес.
Чийки майдын курамындагы май кислоталарынын сапаттык талдоосу ун курттарынын личинкаларынын май кислотасынын профилине алар азыктанган каптал агымынын ар кандай компоненттеринин таасир эте алгандыгын аныктоо үчүн жүргүзүлгөн. Бул май кислоталарынын бөлүштүрүлүшү 5-таблицада көрсөтүлгөн. Май кислоталары алардын жалпы аталышы жана молекулалык түзүлүшү боюнча келтирилген («Cx:y» деп белгиленген, мында х көмүртек атомдорунун санына жана у каныкпаган байланыштардын санына туура келет. ).
Картошка сыныктары менен азыктанган ун курттарынын май кислотасынын профили олуттуу өзгөргөн. Аларда мирист кислотасы (С14:0), пальмитин кислотасы (С16:0), пальмитол кислотасы (С16:1) жана олеин кислотасы (С18:1) кыйла жогору болгон. Пентадекан кислотасынын (С15:0), линол кислотасынын (С18:2) жана линолен кислотасынын (С18:3) концентрациясы башка ун курттарына салыштырмалуу кыйла төмөн болгон. Башка май кислоталарынын профилдерине салыштырмалуу, C18:1ден C18:2ге чейинки катышы картошканын майдаланган бөлүктөрүндө тескери болгон. Багбанчылык жалбырактары менен азыктанган курттарда башка нымдуу диета менен азыктанган курттарга караганда пентадекан кислотасы (С15:0) көбүрөөк болгон.
Май кислоталары каныккан май кислоталары (SFA), бир тойбогон май кислоталары (MUFA) жана көп тойбогон май кислоталары (PUFA) болуп бөлүнөт. 5-таблицада бул май кислоталарынын топторунун концентрациялары көрсөтүлгөн. Жалпысынан картөшкө калдыктары менен азыктанган ун курттарынын май кислоталарынын профилдери контролдук жана башка каптал агымдардан бир топ айырмаланган. Ар бир май кислотасы тобу үчүн картошка чипсы менен азыктанган ун курттары башка бардык топтордон бир топ айырмаланган. Аларда SFA жана MUFA көбүрөөк жана азыраак PUFA камтылган.
Ар кандай субстраттарда өстүрүлгөн личинкалардын жашоо көрсөткүчү менен жалпы түшүм салмагынын ортосунда олуттуу айырмачылыктар болгон эмес. Жалпы орточо аман калуу көрсөткүчү 90%, жалпы орточо түшүм салмагы 974 граммды түздү. Ун курттары нымдуу тоют булагы катары кошумча азыктарды ийгиликтүү иштетет. Курт нымдуу тоют жалпы тоюттун салмагынын жарымынан көбүн түзөт (кургак + нымдуу). Салттуу нымдуу тоют катары жаңы жашылчаларды айыл чарба кошумча продуктылары менен алмаштыруу ун курттарын өстүрүү үчүн экономикалык жана экологиялык пайда алып келет.
1-таблицада контролдук диетада өстүрүлгөн ун курттарынын личинкаларынын биомассалык курамы болжол менен 72% нымдуулук, 5% күл, 19% липид, 51% протеин, 8% хитин жана 18% кургак зат болгон булалуу эмес углеводдор экенин көрсөтүп турат. Бул адабиятта айтылган баалуулуктар менен салыштырууга болот.48,49 Бирок, башка компоненттерди көбүнчө колдонулган аналитикалык ыкмага жараша адабияттардан тапса болот. Мисалы, биз Kjeldahl ыкмасын колдонуп, чийки белоктун мазмунун аныктоо үчүн N/P катышы 5,33 болгон, ал эми башка изилдөөчүлөр эт жана тоют үлгүлөрү үчүн кеңири колдонулган 6,25 катышын колдонушкан.50,51
Рационго картошканын калдыктарын (карбонгидраттарга бай нымдуу диета) кошуу ун курттарынын майлуулугун эки эсеге көбөйткөн. Картошканын карбонгидраттуулугу негизинен крахмалдан турат, ал эми агарда кант (полисахариддер) болот47,48. Бул тыянак башка изилдөөгө карама-каршы келет, анда май курттары протеиндери аз (10,7%) жана крахмалда (49,8%)36 буу менен тазаланган картошка менен кошумча тамактанганда майдын курамы азайган. Рационго зайтун помасын кошкондо, ун курттарынын белок жана углеводдор курамы нымдуу диетага дал келген, ал эми майдын курамы өзгөрүүсүз калган35. Ал эми, башка изилдөөлөр каптал агымында өстүрүлгөн личинкалардын белоктун мазмуну, майдын мазмуну сыяктуу эле, фундаменталдуу өзгөрүүлөргө дуушар болоорун көрсөттү22,37.
Ачытылган цикорий тамыры ун курттарынын личинкаларынын күл курамын бир топ жогорулатты (1-таблица). Ун курттарынын личинкаларынын күлүнө жана минералдык курамына кошумча продуктулардын таасири боюнча изилдөөлөр чектелген. Кошумча азыктандыруу боюнча изилдөөлөрдүн көбү личинкалардын күлдүн курамын талдабастан майдын жана белоктун курамына багытталган21,35,36,38,39. Бирок кошумча продуктылар менен азыктанган личинкалардын күлүнүн курамын талдоодо күлдүн көбөйгөндүгү аныкталган. Мисалы, ун курттарын багуунун калдыктары алардын күлдүүлүгүн 3,01% дан 5,30% га чейин көбөйтсө, рационго дарбыз калдыктарын кошуу күлдүн курамын 1,87%дан 4,40% га чейин жогорулаткан.
Бардык нымдуу тамак-аш булактары болжолдуу курамында олуттуу айырмаланганы менен (1-таблица), тиешелүү нымдуу тамак-аш булактары менен азыктанган ун курттарынын личинкаларынын биомасса курамындагы айырмачылыктар анча чоң эмес. Картошка кесиндилери же ачытылган цикорий тамыры менен азыктанган ун курттарынын личинкаларында гана олуттуу өзгөрүүлөр байкалган. Бул натыйжанын мүмкүн болгон түшүндүрмөсү: цикорийдин тамырынан тышкары, картошканын кесиндилери да жарым-жартылай ачытылган (рН 4,7, 1-таблица), бул крахмалды/карбонгидраттарды сиңимдүүрөөк/уң курттун личинкалары үчүн жеткиликтүү кылган. Ун курттарынын личинкалары углеводдор сыяктуу аш болумдуу заттардан липиддерди кантип синтездей турганы чоң кызыгууну туудурат жана келечектеги изилдөөлөрдө толугу менен изилдениши керек. Нымдуу диетанын рН курттун личинкаларынын өсүшүнө тийгизген таасири боюнча мурунку изилдөө 3дан 9га чейинки рН диапазонунда нымдуу диета менен агар блокторун колдонууда олуттуу айырмачылыктар байкалган эмес деген жыйынтыкка келген. Tenebrio molitor53. Coudron et al.53 окшош, контролдоо эксперименттер минералдар жана аш болумдуу заттардын жетишсиз болгон, анткени берилген нымдуу диеталар агар блокторун колдонгон. Алардын изилдөөсү жашылча же картошка сыяктуу тамактануу жагынан ар түрдүү нымдуу диета булактарынын сиңирүү же биожеткиликтүүлүгүн жакшыртууга таасирин изилдеген эмес. Бул теорияны андан ары изилдөө үчүн нымдуу диета булактарынын ачытуусунун ун курттарынын личинкаларына тийгизген таасири боюнча кошумча изилдөөлөр керек.
Бул изилдөөдө табылган контролдук курт биомассасынын минералдык бөлүштүрүлүшү (2 жана 3-таблицалар) адабияттарда табылган макро- жана микроэлементтердин диапазону менен салыштырууга болот48,54,55. Уну курттарын нымдуу диета булагы катары ачытылган цикорий тамыры менен камсыз кылуу, алардын минералдык курамын максималдуу кылат. Көпчүлүк макро жана микроэлементтер жашылча аралашмаларында жана бакча жалбырактарында жогору болгонуна карабастан (2 жана 3-таблицалар), алар аш курттарынын биомассасынын минералдык курамына цикорийдин ачытылган тамырлары сыяктуу эле таасирин тийгизген эмес. Мүмкүн болгон түшүндүрмөлөрдүн бири щелочтуу бакча жалбырактарындагы аш болумдуу заттар башка, кычкылдуу нымдуу диеталарга караганда азыраак биожеткиликтүү болуп саналат (таблица 1). Мурунку изилдөөлөр ун курттарынын личинкаларын ачытылган күрүч сабаны менен азыктандырган жана алар бул каптал агымда жакшы өнүгүп, ошондой эле ачытуу жолу менен субстраттын алдын ала дарылоосу аш болумдуу заттардын кабыл алынышын көрсөткөн. 56 Ачытылган цикорий тамырларын колдонуу ун курттарынын биомассасынын Ca, Fe жана Mn мазмунун көбөйттү. Бул каптал агым башка минералдардын (P, Mg, K, Na, Zn жана Cu) жогорку концентрациясын камтыса да, бул минералдар контролго салыштырмалуу курт курттарынын биомассасында кыйла көп болгон эмес, бул минералды кабыл алуунун селективдүүлүгүн көрсөтүп турат. Уну курттарынын биомассасында бул минералдардын мазмунун жогорулатуу тамак-аш жана тоют максаттары үчүн азыктык баалуулукка ээ. Кальций нерв-булчуңдардын иштешинде жана кандын уюшу, сөөктүн жана тиштин пайда болушу сыяктуу көптөгөн ферменттер менен коштолгон процесстерде маанилүү роль ойногон маанилүү минерал. 57,58 Темирдин жетишсиздиги өнүгүп келе жаткан өлкөлөрдө кеңири таралган көйгөй болуп саналат, балдар, аялдар жана карылар көп учурда тамак-аштарынан темирди жетишсиз алууда. 54 Марганец адамдын рационунун маанилүү элементи жана көптөгөн ферменттердин иштешинде негизги ролду ойносо да, ашыкча колдонуу уулуу болушу мүмкүн. Ачытылган цикорий тамыры менен азыктанган ун курттарында марганецтин жогорку деңгээли тынчсыздандырган эмес жана тооктордогу менен салыштырууга болот. 59
Каптал агымында табылган оор металлдардын концентрациясы толук кандуу тоют үчүн европалык стандарттардан төмөн болгон. Ун курттарынын личинкаларына оор металл анализи Pb жана Cr деңгээли контролдук топко жана башка субстраттарга караганда ачытылган цикорий тамыры менен азыктанган курттарда кыйла жогору экенин көрсөттү (4-таблица). Цикорийдин тамыры топуракта өсөт жана оор металлдарды өзүнө сиңире тургандыгы белгилүү, ал эми башка каптал агымы адамдын көзөмөлүндөгү тамак-аш өндүрүшүнөн келип чыгат. Ачытылган цикорий тамыры менен азыктанган ун курттарында да Pb жана Cr жогору болгон (4-таблица). Эсептелген биоаккумуляция коэффициенттери (БАФ) Pb үчүн 2,66 жана Cr үчүн 1,14, башкача айтканда, 1ден жогору, бул ун курттарынын оор металлдарды топтоо жөндөмүнө ээ экенин көрсөтүп турат. Pb боюнча ЕБ адам керектөө үчүн жаңы эттин килограммына 0,10 мг максималдуу Pb мазмунун белгилейт61. Эксперименталдык маалыматтарды баалоодо, ачытылган цикорий тамыры курттарында табылган максималдуу Pb концентрациясы 0,11 мг/100 г DM болгон. Бул курт курттары үчүн 30,8% кургак заттын маанисин кайра эсептегенде, Pb мазмуну 0,034 мг/кг жаңы затты түздү, бул 0,10 мг/кг максималдуу деңгээлден төмөн болгон. Cr максималдуу мазмуну европалык тамак-аш эрежелеринде көрсөтүлгөн эмес. Cr көбүнчө айлана-чөйрөдө, тамак-аш азыктарында жана тамак-аш кошулмаларында кездешет жана аз өлчөмдөгү адамдар үчүн маанилүү азык экендиги белгилүү62,63,64. Бул анализдер (4-таблица) T. molitor личинкалары тамак-ашта оор металлдар болгондо оор металлдарды топтой аларын көрсөтүп турат. Бирок, бул изилдөөдө ун куртунун биомассасында табылган оор металлдардын деңгээли адам керектөө үчүн коопсуз деп эсептелет. T. molitor үчүн нымдуу тоют булагы катары оор металлдарды камтышы мүмкүн болгон каптал агымдарды колдонууда үзгүлтүксүз жана кылдат мониторинг жүргүзүү сунушталат.
T. molitor личинкаларынын жалпы биомассасында эң көп болгон май кислоталары пальмитин кислотасы (С16:0), олеин кислотасы (С18:1) жана линол кислотасы (С18:2) (5-таблица), бул мурунку изилдөөлөргө дал келет. боюнча T. molitor. Май кислоталарынын спектринин натыйжалары ырааттуу36,46,50,65. T. molitor май кислотасынын профили жалпысынан беш негизги компоненттен турат: олеин кислотасы (С18:1), пальмитин кислотасы (С16:0), линол кислотасы (С18:2), миристик кислота (С14:0) жана стеарин кислотасы (C18:0). Олеин кислотасы дан курттарынын личинкаларында эң көп болгон май кислотасы (30-60%), андан кийин пальмитин кислотасы жана линол кислотасы 22,35,38,39. Мурунку изилдөөлөр көрсөткөндөй, бул май кислотасынын профилине ун курттарынын личинкаларынын диетасы таасир этет, бирок айырмачылыктар диетадагыдай тенденцияларды карманбайт38. Башка май кислоталарынын профилдери менен салыштырганда, картошканын кабыгындагы C18:1–C18:2 катышы тескери. Окшош натыйжалар бууга бышырылган картөшкө кабыгы менен азыктанган ун курттарынын май кислотасынын профилиндеги өзгөрүүлөр боюнча да алынган36. Бул жыйынтыктар дан курт майынын май кислотасынын профили өзгөрүшү мүмкүн болсо да, ал дагы деле тойбогон май кислоталарынын бай булагы болуп кала берерин көрсөтүп турат.
Бул изилдөөнүн максаты нымдуу тоют катары төрт түрдүү агроөнөр жайлык биоташтандыларды колдонуунун ун курттарынын курамына тийгизген таасирин баалоо болгон. Таасири личинкалардын азыктык баалуулугуна жараша бааланган. Натыйжалар кошумча продуктылар протеинге бай биомассага (белоктун курамы 40,7-52,3%) ийгиликтүү айландырылгандыгын көрсөттү, ал азык-түлүк жана тоют булагы катары колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, изилдөө кошумча азыктарды нымдуу тоют катары колдонуу ун курттарынын биомассасынын азыктык баалуулугуна таасирин тийгизерин көрсөттү. Атап айтканда, личинкаларды углеводдордун жогорку концентрациясы менен камсыз кылуу (мисалы, картошканын кесиндилери) алардын майлуулугун көбөйтөт жана май кислотасынын курамын өзгөртөт: көп каныкпаган май кислоталарынын аздыгы жана каныккан жана бир тойбогон май кислоталарынын жогорку мазмуну, бирок тойбогон май кислоталарынын концентрациялары эмес. . Май кислоталары (бир тойбогон + көп тойбогон) дагы эле үстөмдүк кылат. Изилдөө ошондой эле ун курттары кислоталуу минералдарга бай каптал агымдарынан кальций, темир жана марганецти тандап топтой турганын көрсөттү. Минералдардын биожеткиликтүүлүгү маанилүү ролду ойнойт окшойт жана муну толук түшүнүү үчүн кошумча изилдөөлөр керек. Капталдагы агымдардагы оор металлдар ун курттарында чогулуп калышы мүмкүн. Бирок личинка биомассасындагы Pb, Cd жана Cr акыркы концентрациялары алгылыктуу деңгээлден төмөн болгон, бул каптал агымдарды нымдуу тоют булагы катары коопсуз колдонууга мүмкүндүк берген.
Томас Море прикладдык илимдер университетинде Радиус (Гиэл, Бельгия) жана Инагро (Румбеке-Бейтем, Бельгия) 27 °C жана 60% салыштырмалуу нымдуулукта багылган. 60 х 40 см аквариумда өстүрүлгөн ун курттарынын тыгыздыгы 4,17 курт/см2 (10 000 ун курт) болгон. Личинкаларга адегенде 2,1 кг буудайдын кебеги ар бир багуучуга кургак азык катары берилип, андан кийин зарыл болгон учурда кошумча азыктандырылды. Контролдук нымдуу тамак-ашты дарылоо катары агар блокторун колдонуңуз. 4-жумадан баштап агардын ордуна нымдуу тамак катары капталдагы агындарды (ошондой эле нымдуулук булагы) бере баштаңыз. Ар бир каптал агымы үчүн кургак заттардын пайызы алдын ала аныкталган жана дарылоо боюнча бардык курт-кумурскалар үчүн бирдей өлчөмдө нымдуулук камсыз кылуу үчүн жазылган. Тамак-аш террариум боюнча бирдей бөлүштүрүлөт. Личинкалар эксперименталдык топтун биринчи куурчактары чыкканда чогултулат. Личинкаларды жыйноо диаметри 2 мм механикалык чайкоочу аркылуу жүргүзүлөт. Картошка тууралган эксперименттен башкасы. Кургатылган картошканын чоң бөлүктөрү да личинкалардын бул тор аркылуу сойлоп өтүшүнө мүмкүндүк берип, аларды металл лотокторго чогултуу менен бөлүнөт. Түшүмдүн жалпы салмагы жалпы түшүмдүн салмагын таразалоо менен аныкталат. Жашоо жалпы түшүмдүн салмагын личинка салмагына бөлүү жолу менен эсептелет. Личинкалардын салмагы 100дөн кем эмес личинкаларды тандап алуу жана алардын жалпы салмагын санга бөлүү жолу менен аныкталат. Чогултулган личинкаларды талдоо алдында ичегилерин бошотуш үчүн 24 саат ачка кармашат. Акырында, личинкаларды калгандарынан бөлүп алуу үчүн кайра текшерилет. Алар тоңдурулуп, эвтанизацияланат жана анализге чейин -18°С температурада сакталат.
Кургак тоют буудайдын кебеги (белгиялык Моленс Джойе) болгон. Буудай кебеги 2 ммден аз бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө чейин алдын ала электен өткөрүлдү. Курт курттун личинкалары кургак тоюттан тышкары нымдуулукту жана ун курттары талап кылган минералдык кошумчаларды кармап туруу үчүн нымдуу тоютка да муктаж. Нымдуу тоют жалпы тоюттун жарымынан көбүн түзөт (кургак тоют + нымдуу тоют). Биздин эксперименттерде агар (Броуленд, Бельгия, 25 г/л) контролдук нымдуу тоют катары колдонулган45. 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ар түрдүү аш болумдуу заттардын курамына ээ болгон төрт айыл чарба кошумча продуктулары ун курттарынын личинкалары үчүн нымдуу тоют катары сыналган. Бул кошумча продуктыларга (а) бадыраң өстүрүүнүн жалбырактары (Инагро, Бельгия), (б) картошканын кесилиши (Duigny, Бельгия), (в) ачытылган цикорий тамырлары (Инагро, Бельгия) жана (г) аукциондордон сатылбаган мөмө-жемиштер жана жашылчалар кирет. . (Белорта, Бельгия). Каптал агымы нымдуу курт тоют катары колдонууга ылайыктуу бөлүктөргө кесилген.
ун курттары үчүн нымдуу тоют катары айыл чарба кошумча продуктылары; (а) бадыраң өстүрүүдөн алынган бакча жалбырактары, (б) картошканын калемчелери, (в) цикорий тамырлары, (г) аукциондо сатылбаган жашылчалар жана (д) агар блоктору. Башкаруулар катары.
Тоюттун жана ун куртунун личинкаларынын курамы үч жолу аныкталган (n = 3). Ыкчам анализ, минералдык состав, оор металлдар жана май кислоталарынын курамы бааланган. Чогулган жана ачка калган личинкалардан 250 г гомогенизацияланган үлгү алынып, 60°С туруктуу салмакка чейин кургатылган, майдаланган (ИКА, Tube Mill 100) жана 1 мм электен өткөргөн. Кургатылган үлгүлөр караңгы идиштерге жабылган.
Кургак заттардын курамы (DM) үлгүлөрдү духовкада 105°C 24 саат кургатуу менен аныкталган (Memmert, UF110). Кургак заттын пайызы үлгүнүн салмагын жоготууга негизделген.
Чийки күлдүн курамы (CA) муфель мешинде (Nabertherm, L9/11/SKM) 550°С 4 саат бою күйүү учурунда массанын жоготуусу менен аныкталган.
Чийки майдын мазмуну же диэтил эфири (EE) экстракциясы Soxhlet экстракциялоочу жабдыктын жардамы менен мунай эфири (bp 40–60 °C) менен аткарылган. Болжол менен 10 г үлгү экстракция башына салынып, үлгү жоголуп кетпеш үчүн керамикалык жүн менен капталган. Үлгүлөр 150 мл мунай эфири менен түн ичинде алынган. Экстракт муздатылган, органикалык эриткич алынып салынган жана 300 мбар жана 50 °C ротордук буулантуу (Büchi, R-300) жолу менен калыбына келтирилген. Чийки липид же эфир экстракттары муздатылган жана аналитикалык таразада таразаланган.
чийки протеин (CP) мазмуну BN EN ISO 5983-1 (2005) Kjeldahl ыкмасын колдонуу менен үлгүдөгү азотту талдоо менен аныкталган. Протеиндин курамын эсептөө үчүн тиешелүү N-Р факторлорун колдонуңуз. Стандарттык кургак тоют үчүн (буудай кебеги) 6,25 жалпы коэффициентти колдонушат. Каптал агым үчүн 4,2366 коэффициент, ал эми өсүмдүк аралашмалары үчүн 4,3967 коэффициент колдонулат. Личинкалардын чийки белоктун мазмуну 5,3351ге чейинки N-Р фактору менен эсептелген.
Буланын мазмуну нейтралдуу жуучу каражаттын буласын (NDF) Герхардт алуу протоколуна (баштыктардагы кол була анализи, Герхардт, Германия) жана ван Soest 68 ыкмасына негизделген. NDF аныктоо үчүн, 1 г үлгү айнек каптоочу менен атайын була баштыкка (Gerhardt, ADF/NDF баштык) жайгаштырылган. Үлгүлөргө толтурулган була баштыктары адегенде мунай эфири менен майсыздандырылды (кайноо температурасы 40–60 °C), андан кийин бөлмө температурасында кургатылган. Майсыздандырылган үлгү 1,5 саат кайноо температурасында ысыкка туруктуу α-амилазаны камтыган нейтралдуу була жуугуч эритмеси менен экстракцияланган. Андан кийин үлгүлөр үч жолу кайнак деионизацияланган суу менен жууп, түнү бою 105 °C температурада кургатылган. Кургак була баштыктары (курамында була калдыктары бар) аналитикалык таразаны (Sartorius, P224-1S) колдонуу менен таразага тартылып, андан кийин муфель мешинде (Nabertherm, L9/11/SKM) 550°C температурада 4 саат бою күйгүзүлдү. Күл кайрадан таразага тартылып, була составы үлгүнү кургатуу жана күйгүзүү ортосундагы салмак жоготууга негизделген.
личинкалардын chitin мазмунун аныктоо үчүн, биз van Soest 68 тарабынан чийки була талдоо негизинде өзгөртүлгөн протоколду колдонгон. 1 г үлгүсү атайын була баштыкка (Gerhardt, CF баштык) жана айнек пломбага салынган. Үлгүлөр була баштыктарына салынып, мунай эфиринде майсыздандырылган (болжол менен 40–60 °C) жана абада кургатылган. Майсыздандырылган үлгү алгач 0,13 М күкүрт кислотасынын кислота эритмеси менен кайноо температурасында 30 мүнөткө экстракцияланган. Үлгү камтыган экстракция була баштыгы кайнак деионизацияланган суу менен үч жолу жууп, андан кийин 0,23 М калий гидроксидинин эритмеси менен 2 саатка экстракцияланды. Үлгү камтыган экстракция була баштыгы кайра үч жолу кайнак деионизацияланган суу менен чайкалып, түнү бою 105°Cде кургатылган. Була калдыктарын камтыган кургак баштык аналитикалык таразага тартылып, муфель мешинде 550°С температурада 4 саат бою өрттөлдү. Күл таразага тартылып, була курамы өрттөлүүчү үлгүнүн салмагын жоготууга жараша эсептелген.
Жалпы карбонгидрат мазмуну эсептелген. Жемдеги булалуу эмес углеводдун (NFC) концентрациясы NDF анализинин жардамы менен, ал эми курт-кумурскалардын концентрациясы хитин анализинин жардамы менен эсептелген.
Матрицанын рНы NBN EN 15933 боюнча деионизацияланган суу менен (1:5 в/в) экстракциядан кийин аныкталган.
Үлгүлөр Broeckx et al. Минералдык профилдер ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, АКШ) аркылуу аныкталган.
Оор металлдар Cd, Cr жана Pb графит мешинин атомдук абсорбциялык спектрометриясы (AAS) (Thermo Scientific, ICE 3000 сериясы, GFS мешинин автоүлгүсү менен жабдылган) менен талданды. Болжол менен 200 мг үлгү микротолкундар (CEM, MARS 5) аркылуу кислоталык HNO3/HCl (1:3 к/к) менен сиңирилди. Микротолкундар менен сиңирүү 190°C температурада 600 Вт 25 мүнөткө аткарылган. Экстрактты өтө таза суу менен суюлтуңуз.
Май кислоталары GC-MS (Agilent Technologies, 7820A GC системасы менен 5977 E MSD детектору) тарабынан аныкталган. Жусуп жана Акман70 ыкмасы боюнча метанолик КОН эритмесине 20% BF3/MeOH эритмеси кошулуп, эфир экстрактынан эфирдик экстракттан май кислотасы метил эфири (FAME) алынган. Май кислоталарын кармоо убактысын 37 FAME аралашма стандарттары (Химиялык лаборатория) менен салыштыруу же алардын MS спектрлерин NIST маалымат базасы сыяктуу онлайн китепканалар менен салыштыруу аркылуу аныктоого болот. Сапаттык талдоо хроматограмманын чокусунун жалпы аянтына пайыз катары чоку аянтын эсептөө жолу менен жүргүзүлөт.
Маалыматтарды талдоо SAS (Букингемшир, Улуу Британия) тарабынан JMP Pro 15.1.1 программалык камсыздоону колдонуу менен жүргүзүлдү. Баалоо 0.05 маанилик деңгээли менен дисперсияны бир тараптуу талдоо жана пост-хок тест катары Tukey HSD колдонуу менен жүргүзүлдү.
Биоаккумуляция фактору (BAF) нымдуу тоюттагы (DM) 43 концентрациясы менен ун курттарынын личинкаларынын биомассасындагы (DM) оор металлдардын концентрациясын бөлүү жолу менен эсептелген. BAF 1ден жогору болсо, личинкалардагы нымдуу тоюттан оор металлдар биоаккумуляцияланат.
Учурдагы изилдөөнүн жүрүшүндө түзүлгөн жана/же талданган маалымат топтомдору негиздүү өтүнүч боюнча тиешелүү автордон жеткиликтүү.
Бириккен Улуттар Уюмунун Экономикалык жана социалдык маселелер боюнча департаменти, Калк бөлүмү. Дүйнө калкынын келечеги 2019: Негизги учурлар (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Коул, MB, Augustine, MA, Робертсон, MJ жана Manners, JM, Тамак-аш коопсуздугу илими. NPJ Sci. Тамак-аш 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Посттун убактысы: 2024-жылдын 19-декабрына чейин